丁香属3种植物完整叶绿体基因组与系统发育研究
【摘要】： 为探明紫丁香、暴马丁香、小叶丁香等3个物种的完整叶绿体基因组,补充丁香属植物的遗传信息,及补全丁香属系统发育研究在叶绿体基因组层面的不足。本研究中我们利用全基因组鸟枪法(Whole Genome Shotgun,WGS)策略,利用第二代测序技术(Next-Generation Sequencing,NGS),基于HiSeq测序平台,得到了紫丁香、小叶丁香、暴马丁香等3个物种的完整叶绿体基因组序列,并上传至NCBI数据库。并对包括这3个物种在内8个丁香属植物进行了密码子偏好性分析、IR区边界分析、共线性分析、同源性分析等比较基因组学分析。并以部分木犀科植物的CDS区、IR区、LSC区、SSC区、内含子、及完整叶绿体基因组等为材料,利用最大似然法(ML)构建系统发育树。主要结果如下。(1)得到了紫丁香,暴马丁香,小叶丁香的完整叶绿体基因组序列,并上传NCBI数据库,其登录号分别为紫丁香MT872639.1,暴马丁香MT872640.1,小叶丁香MT872641.1。紫丁香,暴马丁香,小叶丁香的完整叶绿体基因组序列全长和编码的基因数分别为155569bp、133个,155419 bp、132个,160491 bp、140个。且均为典型的四分结构,包含1个大单拷贝区(LSC),2个小单拷贝区(SSC)和2个反向重复区(IRa,IRb)。3种植物的基因主要区别在rpl14,rpl16,rpl22,rps19,rps3,rps8,inf A,trn HGUG和ycf2等基因上。(2)所选8种植物均有相似的GC%含量和以A/U结尾的密码子偏好性,不同物种的重复序列数有所区别,小叶丁香和暴马丁香的SSR数远多于其他物。小叶丁香的IR区出现了明显的扩张或收缩,其与SC边界明显有别于其他物种。丁香属物种的进化呈中性突变,未受选择压力影响。ycf2、clpP、ycf1、accD、rpl22等基因Ka/Ks值大于1受正向选择。除此以外还发现了几个高变区,可作为潜在的分子标记。(3)丁香属在整个木犀科内分化较早,女贞属是由丁香属分化而来。基于系统发育树结果,认为应当去掉原有的2个组的划分直接将丁香属分为5个系。即顶生花序系、短花冠系、欧丁香系、巧玲花系以及羽叶丁香系。本研究报道了丁香属3种植物的完整叶绿体基因组,丰富了丁香属及木犀科植物的遗传背景,为丁香属植物的物种鉴定及DNA条形码开发提供了理论基础。同时利用生物信息学手段对比了部分丁香属及木犀科的完整叶绿体基因组,从叶绿体基因组层面梳理了丁香属系统发育关系,明确了丁香属3种植物的系统发育位置。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2022
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